革新的なシミ予防・治療法の開発
名古屋大学大学院医学系研究科環境労働衛生学

飯田真智子

Hyperpigmentation (e.g., melasma, freckles, senile pigment freckles, and post-inflammatory pigmentation) is acommon skin disorder that progress with exposure to sunlight and is generally intractable. Hydroquinone, tranexamic acid,corticosteroids and kojic acid are well-established agents for treating hyperpigmentation. However, problems of limited
efficacy, recurrence and side effects such as hypopigmentation remain. Model mice would be important for the developmentof effective drugs. However, unlike human skin, the amount of melanin and the number of melanocytes are very limited in
the epidermis of wild-type haired mice and hairless mice. Therefore, model mice having pigmented skin would be a useful
tool for studying the mechanisms of hyperpigmentation and for developing effective drugs. Recently, an original mouse withpigmented skin was developed in our laboratory. In this study, we examined whether hyperpigmentation is induced by UVB
radiation in the skin from our original mouse.

1. 緒

色素沈着を再現することが可能になるのではないかと着想言した。もし、ヒト類似の色素沈着症が再現されれば、その一般的にシミと呼ばれる肝斑・雀卵斑・老人性色素斑・分子基盤に基づいた薬剤選別のための動物代替法開発への炎症後色素沈着等は、難治性の色素沈着症（疾患）であると発展も可能である。本研究では、まず、本モデルマウスが同時に、美容の観点から心理的負担も大きい 。治療法とヒト色素沈着症のモデルとしての有効性を検証する第一歩

しては、トラネキサム酸、ステロイド等の薬剤を組み合わとして、本モデルマウスに紫外線を照射し、色素沈着症がせる方法、あるいは、narrow-band UVB を用いた治療が高感度に再現可能かどうかを検討した。

1）

2）

一般的である 。一方、色素沈着等の副作用や再発の問題、あるいは、長い治療期間を要する等の問題がある 1）。より画期的な予防・治療法の開発には、ヒトあるいはヒト類似

2. 方法

2. 1. マウス
野生型 Hairless マウス（HL- マウス）5）、および、オリジナの疾患動物モデルを用いた色素沈着症の病態解明、および、その科学的エビデンスに基づいた動物代替法による薬剤評

ルに開発した皮膚にメラニンを保有するオリジナルマウス

価システムの確立が重要である。

（Hairless mice with hyper-pigmented skin；HL-HPS マウ

野生型の有毛マウス皮膚では、メラノサイトおよびメス）の 5 -10 週齢の雄マウスを用いた。動物実験は、名古

ラニンは毛根内に存在し、表皮にはほとんど存在しない 。

屋大学動物実験委員会における厳正な審査を経て行った

一方、無毛のヘアレスマウスの表皮には、メラニン・メラ（承認番号：no. 29031）。

3）

ノサイトが分布する 4）。しかしながら、その量・数は僅かであり、肉眼的に皮膚メラニンの変化を観察・評価するこ2. 2. 皮膚色の測定とは難しい。従って、紫外線等による色素沈着の再現、機皮膚の黒さは、色彩色差計（CR-400；Konica Minolta,序解明、予防・治療剤の評価を行うには感度が十分とは言Inc.）を用いて非侵襲的に測定した。皮膚の明るさの指標

えない。

である L* にて評価した 5）。L* 値が低いほど、皮膚が黒い

近年、当研究室において、肉眼的に皮膚メラニンを観ことを示し、L* 値が高いほど、肌が明るい（肌が白い）こ察可能な無毛でかつ有色皮膚を持つマウス（Hairless miceとを示す。L* 値は、当該皮膚領域をランダムに 3 回測定し、with hyper-pigmented skin; HL-HPS マウス）が開発されその平均値を使用した。

た。この皮膚メラニン保有マウスを用いれば、より鋭敏に

2. 3. 組織学的解析
サンプリングした皮膚は、10% 中性緩衝ホルマリン（v/Development of model mice for skinhyperpigmentation
Machiko Iida
D ep a r t m e nt o f O c c up at i o n a l a nd
Environmental Health, Nagoya University
Graduate School of Medicinev）にて 4 ℃で一晩固定し、パラフィン包埋を行った。パ
ラフィン切片（4 µm）を作製し、ヘマトシキリン・エオジン（HE）染色を行った。フォンタナ - マッソン（FM）染色は、同様に脱パラフィンを行った後、アンモニア銀液（40592；Muto Pure Chemicals Co., Ltd. ）に浸漬（暗所 1− 48 −革新的なシミ予防・治療法の開発晩）、その後、0.25% チオ硫酸ナトリウム水溶液（7772-98-7；

3. 2. 紫外線によるサンタンの誘導

Wako Pure Chemical Industries, Ltd.）に浸漬した（室温 1

HL-HRP マウスにおいて、紫外線による色素沈着症が分）。マウントクイック（DM-01；Daido Sangyo Co. Ltd）

高感度に再現可能かどうかを検証するため、HL マウスおにて封入した後、フォンタナマッソン染色によって検出しよび HL-HRP マウスの右背部皮膚に UVB を単回照射した。

た表皮メラニン密度は、画像解析ソフト WinROOF（Mitani

左背部皮膚は、UVB が照射されないようアルミ箔で覆っcooperation）により数値化した。WinROOF に取り込んだた。UVB 照射から 5 日後、HL マウスの UVB 照射部と非画像について、フォンタナマッソンで染色されたメラニン照射部の皮膚色には肉眼的な変化はみられなかった（図顆粒だけが選択されるようカットオフ値（２値化）を設定し、２）。一方、HL-HPS マウスの UVB 照射部では、非照射部同じ試験内の評価はすべて同じカットオフ値にて評価した。

位と比べ、肉眼的にも皮膚の黒さの亢進（サンタン）しているのが確認された（図２）。皮膚色を色彩色差計で測定し2. 4. 紫外線照射

た結果、HL マウスの皮膚では、非照射部の皮膚の L* 値と紫外線照射ランプは、FL20S.E-30/DMR；spectral irradiance，比べ、照射部の L* が有意（p < 0.01）に減少していた。次に、

2 9 0‒3 3 0 nm；peak wave, 3 0 5 nm；Toshiba Medical

UVB 照射後 5 日目の皮膚を採取し、パラフィン切片を作

Supply Co. Ltd.）を用いた 5）。麻酔下にて紫外線照射を行製し、フォンタナマッソン染色を行った。HL マウスでは、った。また紫外線照射領域以外の皮膚はアルミ箔で覆った。

UVB 照射部と非照射部でもメラニン産生の亢進はみられ

3. 結なかったのに対し、HL-HPS マウスでは、非照射部と比べ、果照射部の基底層、有棘層、顆粒層、角化層において顕著な

3. 1. オリジナルモデルマウス（HL-HPS マウス）の皮膚メラニン（WinROOF）によりメラニン密度を定量したところ、HL

HL-HPS マウスの皮膚色は、HL マウスの皮膚色と比べマウスでは、非照射部と比べ、照射部における有意なメラ

肉眼的に明らかに黒く（図１）、皮膚色を色彩色差計で測ニン密度の亢進はみられなかったが、HL-HPS マウスでは定した結果、HL-HPS マウスの L* 値の平均は 62.0、HL マ

非照射部と比べ、UVB 照射部において有意（p <0.01）なメ

ウスの L* の平均は 54.0 であった。また、両者は、統計学ラニン密度の増加が確認された。

メラニン産生の亢進が観察された。また、画像解析ソフト的に有意であった（p <0.01）。ヘマトキシリン・エオシン
染色では、HL マウスでは、ほとんど表皮メラニンが観察

3. 3. UVB 照射によるサンタンの回復されなかった。一方、HL-HPS マウスの表皮では、基底HL-HPS マウスに生じたサンタンの経日変化を L* 値によ層・有棘層にメラニンが観察された。さらに、メラニンり評価した。UVB 照射部の L* 値は、UVB 照射から 5 日目を強調するために、フォンタナマッソン染色を行ったとこで非照射部と比べて有意に低くなり、UVB 照射から１週

ろ、HL- マウスにおいても表皮基底層におけるメラニン分間後、L* 値は最も低値を示した（最も黒くなった）。その後、布が確認された。HL-HPS マウスの表皮では、さらに広範皮膚の L* は緩やかに上昇し（明るさが回復し）、UVB 照射囲（基底層、有棘層、顆粒層、角化層）に顕著なメラニンのから約１ヶ月で、UVB 非照射部の皮膚と同等の L* まで回分布が確認された。HL-HPS マウスでは、特に表皮細胞の復した。UVB 照後 5 日目から 40 日目までの HL-HSP マウ

apical 側に、メラニンキャップと呼ばれる形態をとってメスの皮膚の L* 値の変化は、非照射の L* 値と比べ統計学的ラニンが分布することが確認された。WinROOF 画像解析に有意（p < 0.05）であった。一方、HL マウスでは、約１ヶソフトを用いて、フォンタナマッソン染色にて染色されたメラニン密度を解析したところ、HL-HPS マウスの表皮メラニン密度は、HL- マウスのそれと比べ約 26 倍高く、また統計学的にも有意であった（p<0.01）。

図 1 オリジナルモデルマウスの皮膚メラニン
6 週齢の HL- マウス（HL）および HL-HPS マウス（HL-HPS）の背部皮膚の肉眼所見。

図 2 UVB 照射によるサンタンの発症
UVB 照射から 5 日後の HL- マウス（HL）および HL-HPS マウス（HL-HPS）の背部皮膚の肉眼所見。点線の左側は UVB 非照射領域（UVB-）、右側は UVB 照射領域
（UVB+）。

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コスメトロジー研究報告 Vol.26, 2018

月追跡しても顕著な皮膚色の変化は観察されず、有意な常、そのままでは回復が困難である 1）。また、その発症は、L* 値の変化もみられなかった。

サンタンと比べると、紫外線等の曝露から比較的長い時間を経て発症する 10）。肝斑（シミ）等の色素異常症の病理学

3. 4. 遅延性色素沈着の出現的解析では、メラニン沈着は表皮層全体でみられるものの、興味深いことに、UVB 単回照射から約 4 ヶ月後、HL-

特に表皮基底細胞において顕著であることが報告されていHPS マウスでは、一度は回復した色素沈着部において、再る 2）。HL-HPS マウスで観察された遅延性色素沈着も、最び色素沈着が発症した。一方、HL マウスの皮膚では、こ初の UVB 照射から 16 週間後に発症した。また、自然回復のような遅延性の色素沈着はみられなかった。フォンタがみられず、メラニンの表皮基底細胞への顕著な蓄積が観

ナマッソン染色により、メラニンを検出したところ、HL-察された。以上の点において、HL-HPS マウスに発症した

HPS マウスの遅延性色素沈着領域では、基底層、有棘層、UVB 誘発性の遅延性色素沈着は、ヒトの肝斑等の色素沈顆粒層、角化層にメラニンが観察され、主に基底層に顕著着症と類似している。

なメラニン沈着が確認された。また、WinROOF 画像解析

さらに、特筆すべきことは、本モデルマウスでは、僅かソフトを用いたメラニン密度の定量解析からも、HL-HPS

1 回の UVB 照射によって遅延性色素沈着を生じたことでマウスで誘導された遅延性色素沈着領域のメラニン密度ある。さらに、遅延性色素沈着を認めるまでに要した時間は、HL マウスと比べ有意（p<0.01）に亢進していた。さらは、16 週であった。過去に、本研究においてコントローに、サンタンとは異なり、HL-HPS マウスの遅延性色素沈ルとして使用した HL- マウスに紫外線を 1 週間に 3 回、4着は、生涯消失することはなかった。

週間にわたって連続照射することにより、28 週後に遅延4. 考性の色素沈着が発症することが報告されている 11）。この察HL- マウスを用いた研究では、野生型マウスで遅延性色素表皮に顕著なメラニンを保有する HL-HPS マウスに紫外沈着の誘導している点で優れており、このマウスでもヒト線を単回照射することで、一時的なメラニン産生亢進（サ類似の色素沈着が誘導されている 11）。一方、我々のモデンタン）、および、サンタン回復後に遅延性に発症する自ルマウスでは、遺伝子改変マウスを用いることで、1 回の然回復しない色素沈着症（シミ）を再現することに成功した。

紫外線照射によりヒトと類似した色素沈着を短期間で再現

一方、HL マウスでは、サンタンも遅延性色素沈着症も発できるため、より鋭敏な色素沈着のモデルマウスとして有症しなかった。

用である。

一般に、ヒトでは、紫外線に曝露されると数時間後か5. 総ら翌日にかけてサンバーン（日光皮膚炎）が生じ、その数括日後にサンタンと呼ばれるメラニン産生の亢進による皮当研究室にて開発された有色皮膚を持つオリジナルモデ

膚の黒化がみられる。紫外線によって産生されたメラニルマウス（HL-HPS マウス）において、ヒト類似の紫外線誘ンは、表皮細胞核 apical 側に分布し、メラニンキャップ

発性サンタン、および、遅延性色素沈着が鋭敏に再現され（supranuclear melanin cap）と呼ばれる分布様式をとるこた。肝斑、日光黒子等の色素沈着（シミ）は、紫外線によっ6）とが知られる 。この supranuclear melanin cap は、核内て増悪することが知られる。色素沈着症は難治性疾患であDNA を紫外線から守るための防御システムと考えられてり、革新的な治療薬の開発が求められる。一方、美容的に

6, 7）。ヒト正常表皮のターンオーバーは、個人差や年も悩まれる患者さんも多い。化粧品の開発に実験動物を用

齢の違いはあるものの、28‒56 日で完結すると報告されていることは禁忌であり、今後、本モデルマウスに発症したいるいる8, 9）。紫外線によって一時的に産生されたメラニンも、このターンオーバーに伴い、早くて概ね 1 ヶ月で角質と共色素沈着症の病態解明を進め、その分子基盤をもとにした鋭敏な動物代替法による薬剤選別法の開発が重要である。に体外へ排出され、サンタンが回復すると考えられている。
本研究で用いたオリジナルモデルマウス、HL-HPS マウス

謝辞

でも、UVB 照射から 5 ‒10 日にかけて色素沈着が観察され、本研究を行うにあたり、多大なるご援助を賜りました公産生されたメラニンは supranuclear melanin cap の形態を益財団法人コスメトロジー研究振興財団に深く感謝いたしとった。また、この色素沈着は紫外線照射から約 40 日をます。

かけて徐々に回復した。HL-HPS マウスに誘導された UVB照射による一時的な色素産生亢進（サンタン）
は、少なくと（引用文献）
1） Torok HM. A comprehensive review of the long-

も上記の点においてヒトと類似する。
一時的なメラニン産生の亢進（サンタン）は、自然回復

term and short-term treatment of melasma with a

可能であるのに対し、肝斑等の色素沈着症（シミ）は、通triple combination cream. Am. J. Clin. Dermatol. 7,− 50 −

革新的なシミ予防・治療法の開発

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